Questões de Física - Mecânica - Trabalho e Energia
Uma bola de borracha ideal é liberada do repouso a 1,5 m de altura, quica no chão e retorna exatamente ao ponto inicial com velocidade zero. Nesse processo, a energia total do sistema é transformada em diversos tipos de energia.
A sequência que descreve corretamente todas as transformações de energia do processo descrito acima é
Em um Laboratório de Física o aluno dispunha de uma régua, uma mola e dois blocos. Um bloco com massa igual a 10 kg, que o aluno denominou de bloco A e outro de valor desconhecido, que denominou bloco B. Ele montou o experimento de forma que prendeu o bloco A na mola e reparou que a mola sofreu uma distenção de 5 cm. Retirou o bloco A e ao colocar o bloco B percebeu que a mola distendeu 7,5 cm.
Com base nestas informações, e admitindo a mola ideal e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, o aluno concluiu corretamente que o bloco B tem massa igual a kg.
Observação: mola ideal é aquela que obedece a Lei de Hooke.
Nas figuras de I a III acima, estão representados três estágios do salto de um jovem que utiliza um equipamento bunge jump. A corda usada nesse equipamento tem comprimento real L = 25 m e pode ser estendida até atingir o comprimento L + d = 45 m. A figura I mostra o posicionamento do jovem no instante que antecede o movimento de descida em queda livre; a figura II ilustra o instante do salto em que a corda se encontra no limiar de ser estendida; e a figura III mostra o comprimento máximo que a corda pode atingir. Segundo afirma o fabricante do equipamento, a corda suporta, com segurança, indivíduos com massa de até 100 kg.
Assuma que a força elástica na corda é uma função linear do estiramento ou distensão Δy, que o termo independente é igual a zero, e a constante elástica da corda é k = !180 N/m. Considere que a função y(t) = L + d sen(2πt/T), em que T é o período de oscilação, descreve a posição do jovem durante o salto, a partir da referência t = 0, quando ele se encontra na posição mostrada na figura II. Considere, ainda, t dado em segundos, a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 e π = 3,14.
A partir dos dados acima, desprezando a resistência do ar, julgue o item a seguir.
A energia potencial elástica da corda é uma função quadrática do estiramento.
Usando pressões extremamente altas, equivalentes às encontradas nas profundezas da Terra ou em um planeta gigante, cientistas criaram um novo cristal capaz de armazenar quantidades enormes de energia. Utilizando-se um aparato chamado bigorna de diamante, um cristal de difluoreto de xenônio (XeF2) foi pressionado, gerando um novo cristal com estrutura supercompacta e enorme quantidade de energia acumulada.
Inovação Tecnológica. Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 07 jul. 2010 (adaptado).
Embora as condições citadas sejam diferentes do cotidiano, o processo de acumulação de energia descrito é análogo ao da energia
Considere uma mola cuja constante elástica é de 10N/m.
Calcule o trabalho realizado por uma força para esticar a mola, na posição horizontal e desprezando o atrito, desde o repouso até 20cm de deformação.
Um cilindro de ar comprimido apresenta um dispositivo de segurança que deve disparar quando a pressão interna atingir 16 atmosferas. Esse dispositivo é composto por uma pequena abertura com 1 cm de diâmetro que é vedada por uma válvula em contato com uma mola em sua posição de equilíbrio. Conforme a pressão interna aumenta a válvula é empurrada pressionando a mola. Se o deslocamento for igual ou superior a 5 mm a válvula se abre, aliviando a pressão interna do cilindro, e só retorna à posição inicial por meio de reestabelecimento manual realizado por um operador humano.
Para que o dispositivo descrito acima funcione adequadamente, qual deve ser a constante k da mola?
Dados: π = 3; 1 atm = 105 Pa; coeficiente de dilatação linear do vidro a = 0,40 x 10-5 K-1.
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